阳光电源：2024多元储能构网技术在新型电力系统中的应用报告

多元协同构建未来多元储能构网技术在新型电力系统中的应用阳光电源南京研究所1.背景与挑战2.混合储能技术3.构网型储能技术4.多元储能构网优势5.应用场景及案例双碳目标下，构建以新能源为主体的新型电力系统双碳已成为全球共识新型电力系统双碳已成为全球共识新型电力系统源网荷7储3密级：公开2024Copyright©SUNGROW3新型电力系统面临的挑战大规模新能源接入造成不确定性的缺电、弃电并存；电力系统调频/调峰/备用容量不足、缺乏转动惯量和阻尼，调节能力和抗扰动能力持续下降，甚至出现宽频振荡等直驱直驱+弱电网+弱电网双馈+火电+柔直柔直+直驱风机光伏电源结构改变，系统脆弱性和复杂性增加频率问题电压问题新型稳定问题电压调节特性恶化宽频振荡问题等频率调节能力降低!!!频率问题电压问题新型稳定问题电压调节特性恶化宽频振荡问题等频率调节能力降低4密级：公开2024Copyright©SUNGROW41.背景与挑战2.混合储能技术3.构网型储能技术4.多元储能构网优势5.应用场景及案例多类型储能技术发展现状不同类型储能的技术水平、性能优势、发展趋势、应用前储能类型比能量（Wh/kg）比功率（W/kg）响应时间循环寿命（次）分秒秒秒秒—分——分—数据来自《储能产业研究白皮书2023》不同类型储能性能对比6密级：公开2024Copyright©SUNGROW6当前，新型电力系统对储能功率、时长、响应时间等需求呈现多样化。任何单一储能技术都无法兼顾功率密度、能量密度、响应速度、效率、寿命及成本等需求，难以满足新型电力系日间至中长期季节性储能日间至中长期季节性储能毫秒级惯量响应秒级毫秒级惯量响应一次调频分钟级二次调频分钟级至小时级日内调峰、备用超级电容、飞轮、电化学储能、抽水蓄能、大容其他功率型储能抽水蓄能等量电化学储能等量小，但有持续运行需求量小，但有持续运行需求量大，间歇性运行需求新型电力系统对储能的需求主要储能形式适用的功率及时长7密级：公开2024Copyright©SUNGROW7功率型储能技术优势超级电容适用于高功率短时充放电场景，具备响应速度快、倍率高、循环寿命•循环寿命远高于传统锂电池，约20万次~100万次混合电容充放电效率达到95%•超级电容与锂电池互补，组合的混合储能具有高功率密度、高能量密度、长寿命等特点。8密级：公开2024Copyright©SUNGROW8“强强联合”：混合储能系统具备广阔发展前景混合储能系统采用两种及以上具有不同性能优势的储能技术结合，以提高储能系统整体性能及经济性，从而满足新型电力系统的多场景细分化混合储能混合储能兼顾功率密度、能量密度、响应速度、效率、寿命及成循环次数循环效率功率密度超级电容循环效率功率密度超级电容混合储能锂电池能量密度响应时间持续放电时间9密级：公开2024Copyright©SUNGROW9混合储能系统解决方案混合储能运行控制系统是实现能量管理和功率管理的高效系统，采用混合储能EMS-协调控制器-PCS三层架构，对不同运行工况进行实时监测、协调超容工况适应性更强电池寿命更长更安全调频性能和收益更高密级：公开2024Copyright©SUNGROW混合储能系统关键技术 目标混合储能系统满足新型电力系统多元化需求 密级：公开2024Copyright©SUNGROW混合储能优化配置技术建立含不同储能类型的生命周期经济性模型，针对不同的应用场景组合，以经济性效益最优为目标，结合历史数据，生成混合储能功率/容量/类型等优优化配置方案•混合储能功率/容量配置方案•收益分析•运行寿命评估…密级：公开2024Copyright©SUNGROW双源叠控构网技术基于虚拟同步机（VSG）的双源叠控构网技术，同时进行电压源和电流源控制运算，实现强弱电网支撑能力的互补性，并可针对不同需求实现双源叠控构网•微秒级电压构建技术•自适应无极调节密级：公开2024Copyright©SUNGROW动态功率分配技术针对多需求场景的快速功率分配技术，功率型储能优先响应高频短时大功率变化量；同类型储能单元功率最优分配方法可减少不必要的储能调控，提升储能工动态功率分配•混合储能系统实时功率分配•簇级最优功率分配方法功率型/能量型储能功率分配0密级：公开2024Copyright©SUNGROW混合储能系统能量管理混合储能EMS混合储能EMS首页PCS状态监视平抑功率波动快速调频密级：公开2024Copyright©SUNGROW1.背景与挑战2.混合储能技术3.构网型储能技术4.多元储能构网优势5.应用场景及案例构网型储能技术可有效提升电网稳定性sxeron跟随电网GridFollowing支撑电网GridSupporting构网密级：公开2024Copyright©SUNGROW构网型储能技术概述侧输出电压，以便交流电力系统在正常、干扰、紧急情况行。因此构网型变流器可以孤岛运行，也可以接入极弱电侧输出电压，以便交流电力系统在正常、干扰、紧急情况行。因此构网型变流器可以孤岛运行，也可以接入极弱电…构网型储能技术的核心是通过变流器采用与同步发电机类似的功率同步策略，构建起支撑大核心特点构网技术架构有功功率同步直流电压同步密级：公开构建电网电压通过模拟同步发电机的本体模型(VSG)，使变流器从运行机制和外特性上具有同步发电机相稳定端电压幅值•并网状态下稳定运行，保证电压幅值、相位不变•离网状态下能独立或者与其他GFM变流器协同运行•支持并离网状态无缝切换•具备快速提供无功支撑能力VSG的有功-频率、无功-电压控制VSG的有功-频率、无功-电压控制密级：公开2024Copyright©SUNGROW调频/惯量控制在系统发生扰动时，VSG可以实时动态调整控制策略，根据扰动的大小动态调整转动惯量VSG有功-频率控制+惯量响应1.0011.0000.9990.9980.9970.9960.9950.99433.544.555.56 密级：公开2024Copyright©SUNGROW宽频振荡抑制构网型变流器振荡失稳的频率由低到高，分为低频振荡、次同步振荡、工频振荡以及高频/谐波振荡四个层面，可针对其共性的小信号稳定性问题，进行振荡抑制，提自适应阻尼•构网型变流器的阻尼D是其自身控制参数，取值较为灵活控制策略改进•针对特征频率，采用虚拟阻抗、有源阻尼等进行阻抗重塑PODPOD功率振荡抑制TIETIELINE7.06.07.06.05.04.03.02.01.00.01.0-1.05.04.03.02.00.0-1.0密级：公开2024Copyright©SUNGROW增强型连续高低电压穿越基于快速正负序解耦技术及动态虚拟阻抗技术，构网型变流器可以满足连续高低运行要求，快速抑制过载及过电压，保证电力系密级：公开2024Copyright©SUNGROW黑启动黑启动•PCS并联协调控制建立励磁•具备自行组建电网能力密级：公开2024Copyright©SUNGROW1.背景与挑战2.混合储能技术3.构网型储能技术4.多元储能构网优势5.应用场景及案例基于构网型变流器的高速控制响应能力，以及功率型储能单元的快速大功率充放混合储能系统中应用构网技术可进一步提升电网尤其是微电AC密级：公开2024Copyright©SUNGROW多元储能构网具备更好的短时过载能力sxeron密级：公开2024Copyright©SUNGROW多元储能构网的优势功能混合储能系统(超级电容+锂电池)利用功率型储能特性完成短时故障穿越(300%过混合储能构网响应速度快，更全面覆盖并网/离网密级：公开2024Copyright©SUNGROW1.背景与挑战2.混合储能技术3.构网型储能技术4.多元储能构网优势5.应用场景及案例混合储能应用场景火电厂新能源场站电网侧用户侧火电厂新能源场站电网侧用户侧火储联合调频，实现对调节指令的毫秒级响应，提升调频火储联合调频，实现对调节指令的毫秒级响应，提升调频辅助新能源场站进行一次调频、惯量支撑、平抑功率波动以辅助新能源场站进行一次调频、惯量支撑、平抑功率波动以减轻负荷冲击（例如港口、抽油机减轻负荷冲击（例如港口、抽油机提升电能质量，实现密级：公开2024Copyright©SUNGROW构网型储能技术应用价值提升系统强度和短路容量备更高水平的可再生能源发电消纳能力。提供惯量支撑抑制宽频振荡UU支持快速黑启动密级：公开